轻小型无人机已应用到生活的各个领域,同时也为人们的安全问题带来隐患。目前国内外已经开展了一些针对无人机撞击头部的研究,但作为人体面积较大的胸部研究较少。另外,在无人机造成的事故中,成人与儿童胸部受到碰撞时有着不同的力学响应。因此,有必要开展无人机碰撞成人胸部以及儿童胸部所造成的损伤差异研究。本文首先探究了无人机对人体胸部损伤研究背景及现状,以及成人及儿童胸部损伤的主要研究方法、人体胸部损伤评价准则及耐限值。然后,在课题组已有的初步的成人与儿童胸部有限元模型的基础上,进一步进行修正完善,最终建立高生物逼真度的成人与儿童胸部生物力学有限元模型。模型的建模流程是首先通过Mimics逆向三维软件对原始模型未包括的肩胛骨、锁骨、肌肉等CT图像进行阈值分割、图像处理等步骤获得原始三维结构,然后,对这些组织结构进行光滑处理;接下来使用Hypermesh及Truegrid软件平台,根据胸部各组织结构特点进行网格划分,最后对各组织材料属性进行定义。最终得到逼真度较高的成人与儿童胸部有限元模型。基于文献中已有的碰撞尸体实验对成人和儿童模型分别进行验证,结果表明,两个模型具有较高的生物逼真度。其次,使用大疆Mavic2无人机分别对Hybrid Ⅲ成人假人与6YO儿童假人模型进行不同速度下的仿真,通过宏观响应指标3ms加速度、胸部压缩量、VC粘性指数及CTI胸部综合损伤指标评价伤害。根据假人预测结果,在相同的速度下,儿童假人宏观指标均远远超出成人假人,这表明儿童较成人更容易受到伤害。最后,设置无人机以和上述假人仿真一致的飞行工况,对本文建立的基于解剖学的成人与儿童胸部有限元模型进行碰撞仿真。生物力学有限元模型宏观响应与假人计算结果较为接近,结果略高于假人模型,成人在20m/s的撞击工况下没有表现出较高的损伤风险（AIS3+）,但儿童在9m/s工况下已经有损伤指标超过限值（AIS3+）;除此之外生物力学模型对胸部组织层次的损伤进行了预测,结果发现无人机在15m/s的速度下会对成人有限元模型的心脏造成伤害,在7m/s就会对儿童心脏和肺部组织产生伤害;在无人机不同姿态撞击中,均表现为侧面撞击伤害最低;相同速度下成人与儿童有限元模型相比均表现出儿童软组织较成人更易受到伤害。另外骨骼结构均未表现出有伤害发生,这与宏观响应指标保持了一致性。图75幅,表12个,参考文献68篇。